在《辐射4》中，有许多登场人物，以下是其中一些主要角色的介绍：
主角：
游戏的主角，一个在核战争过后苏醒的人，他在探索世界中寻找自己的儿子。
史都菲尔德：
主角的伙伴，保护着主角的家庭，同时还是一名机器人。
哈德：
一个吸血鬼，有着独特的能力和外贸，也是钢铁城市的引导者。
丹斯：
一名重型装甲士兵，负责与超级变种人作战。
派普·莱特 （Takahashi）：别名Tak，是波士顿的保护者机器人，提供低辐射的食物泡面。
普勒斯顿·加维
（Preston Garvey）：英联邦民兵，持有特殊激光武器，为庇护所提供武力支援。
麦奎迪：
在前作中出现过，给予玩家任务，他的妻子也在游戏中出现。
齐默：
学院的合成人回收部部长，虽然在本作中未直接出现，但玩家可以在合成人回收部的终端看到他的记录。
麦克森长老：
前作中的角色，在本作中可能以某种形式回归。
李博士：
前作主角老爸的助手，在本作中加入学院。
